继承

1.1 概述

由来

多个类中存在相同属性和行为时,将这些内容抽取到单独一个类中,那么多个类无需再定义这些属性和行为,只要继承那一个类即可。

如图所示:
在这里插入图片描述

其中,多个类可以称为子类,单独那一个类称为父类、超类(superclass)或者基类。

继承描述的是事物之间的所属关系,这种关系是: is-a 的关系。例如,图中兔子属于食草动物,食草动物属于动
物。可见,父类更通用,子类更具体。我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。

定义

继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接
访问父类中的非私有的属性和行为。

好处

  1. 提高代码的复用性。
  2. 类与类之间产生了关系,是多态的前提。

1.2 继承的格式

通过 extends 关键字,可以声明一个子类继承另外一个父类,定义格式如下:

class 父类 {
...
}
class 子类 extends 父类 {
...
}

继承演示,代码如下:

/*
* 定义员工类Employee,做为父类
*/
class Employee {
String name; // 定义name属性
// 定义员工的工作方法
public void work() {
		System.out.println("老师尽心尽力地工作");
	}
}
/*
* 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
*/
class Teacher extends Employee {
	// 定义一个打印name的方法
	public void printName() {
	System.out.println("name=" + name);
	}
}
/*
* 定义测试类
*/
public class ExtendDemo01 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个讲师类对象
		Teacher t = new Teacher();
		// 为该员工类的name属性进行赋值
		t.name = "小明";
		// 调用该员工的printName()方法
		t.printName(); // name = 小明
		// 调用Teacher类继承来的work()方法
		t.work(); // 老师尽心尽力地工作
	}
}

1.3 继承后的特点——成员变量

当类之间产生了关系后,其中各类中的成员变量,又产生了哪些影响呢?

成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量,这时的访问是没有影响的。

代码如下:

class Fu {
	// Fu中的成员变量。
	int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num2 = 6;
	// Zi中的成员方法
	public void show() {
		// 访问父类中的num,
		System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来,所以直接访问。
		// 访问子类中的num2
		System.out.println("Zi num2="+num2);
	}
}
class ExtendDemo02 {
		public static void main(String[] args) {
		// 创建子类对象
		Zi z = new Zi();
		// 调用子类中的show方法
		z.show();
	}
}

演示结果:

Fu num = 5
Zi num2 = 6

成员变量重名

如果子类父类中出现重名的成员变量,这时的访问是有影响的。代码如下:

class Fu {
	// Fu中的成员变量。
	int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num = 6;
	public void show() {
		// 访问父类中的num
		System.out.println("Fu num=" + num);
		// 访问子类中的num
		System.out.println("Zi num=" + num);
	}
}
class ExtendsDemo03 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建子类对象
		Zi z = new Zi();
		// 调用子类中的show方法
		z.show();
	}
}

演示结果:

Fu num = 6
Zi num = 6

子父类中出现了同名的成员变量时,在子类中需要访问父类中非私有成员变量时,需要使用 super 关键字,修饰父类成员变量,类似于之前学过的 this 。

使用格式:

super.父类成员变量名

子类方法需要修改,代码如下:

class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num = 6;
	public void show() {
		//访问父类中的num
		System.out.println("Fu num=" + super.num);
		//访问子类中的num
		System.out.println("Zi num=" + this.num);
	}
}

演示结果:

Fu num = 5
Zi num = 6

注意:

Fu 类中的成员变量是非私有的,子类中可以直接访问。若Fu
类中的成员变量私有了,子类是不能直接访问的。通常编码时,我们遵循封装的原则,使用private修饰成员变量,那么如何访问父类的私有成员
变量呢?对!可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

1.4 继承后的特点——成员方法

当类之间产生了关系,其中各类中的成员方法,又产生了哪些影响呢?

成员方法不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法,这时的调用是没有影响的。对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对应的方法,若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

代码如下:

class Fu{
	public void show(){
		System.out.println("Fu类中的show方法执行");
	}
}
class Zi extends Fu{
	public void show2(){
		System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
	}
}
public class ExtendsDemo04{
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
		//子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行
		z.show();
		z.show2();
	}
}

成员方法重名——重写(Override)

如果子类父类中出现重名的成员方法,这时的访问是一种特殊情况,叫做方法重写(Override)。

方法重写 :子类中出现与父类一模一样的方法时(返回值类型,方法名和参数列表都相同),会出现覆盖效果,也称为重写或者复写。声明不变,重新实现。

代码如下:

class Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Fu show");
	}
}
class Zi extends Fu {
	//子类重写了父类的show方法
	public void show() {
		System.out.println("Zi show");
	}
}
public class ExtendsDemo05{
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
		// 子类中有show方法,只执行重写后的show方法
		z.show(); // Zi show
	}
}

重写的应用

子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称,又根据子类的需要重新实现父类方法,从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能,

代码如下:

class Phone {
	public void sendMessage(){
		System.out.println("发短信");
	}
	public void call(){
		System.out.println("打电话");
	}
	public void showNum(){
		System.out.println("来电显示号码");
	}
}

//智能手机类
class NewPhone extends Phone {
	//重写父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能
	public void showNum(){
		//调用父类已经存在的功能使用super
		super.showNum();
		//增加自己特有显示姓名和图片功能
		System.out.println("显示来电姓名");
		System.out.println("显示头像");
	}
}
public class ExtendsDemo06 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建子类对象
		NewPhone np = new NewPhone()// 调用父类继承而来的方法
		np.call();
		// 调用子类重写的方法
		np.showNum();
	}
}

注意:这里重写时,用到super.父类成员方法,表示调用父类的成员方法。

注意事项

  1. 子类方法覆盖父类方法,必须要保证权限大于等于父类权限。
  2. 子类方法覆盖父类方法,返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

1.5 继承后的特点——构造方法

当类之间产生了关系,其中各类中的构造方法,又产生了哪些影响呢?

首先我们要回忆两个事情,构造方法的定义格式和作用。

  1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
  2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中,必须先执行父类的初始化动作。子类的构
    造方法中默认有一个 super() ,表示调用父类的构造方法,父类成员变量初始化后,才可以给子类使用。

代码如下:

class Fu {
	private int n;
	Fu(){
		System.out.println("Fu()");
	}
}

class Zi extends Fu {
	Zi(){
		// super(),调用父类构造方法
		super();
		System.out.println("Zi()");
	}
}
public class ExtendsDemo07{
	public static void main (String args[]){
		Zi zi = new Zi();
	}
}

输出结果:

Fu()
Zi()

1.6 super和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时,先初始化父类空间,再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间,便可以包含其父类的成员,如果父类成员非private修饰,则子类可以随意使用父类成员。

代码体现在子类的构造方法调用时,一定先调用父类的构造方法。理解图解如下:

在这里插入图片描述

super和this的含义

  • super :代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
  • this :代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

super和this的用法

  1. 访问成员

    this.成员变量——本类的
    super.成员变量——父类的
    
    this.成员方法名()——本类的
    super.成员方法名()——父类的
    

    用法演示,代码如下:

    class Animal {
    	public void eat() {
    		System.out.println("animal : eat");
    	}
    }
    class Cat extends Animal {
    	public void eat() {
    		System.out.println("cat : eat");
    	}
    	public void eatTest() {
    		this.eat();
    		// this 调用本类的方法
    		super.eat(); // super 调用父类的方法
    		}
    	}
    public class ExtendsDemo08 {
    	public static void main(String[] args) {
    		Animal a = new Animal();
    		a.eat();
    		Cat c = new Cat();
    		c.eatTest();
    	}
    }
    

    输出结果为:

    animal : eat
    cat : eat
    animal : eat
    
  2. 访问构造方法

    this(...) ——本类的构造方法
    super(...) ——父类的构造方法
    

    子类的每个构造方法中均有默认的super(),调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。

    super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。

1.7 继承的特点

1. Java只支持单继承,不支持多继承。

//一个类只能有一个父类,不可以有多个父类。
class C extends A{} //ok
class C extends A,B... //error

2. Java支持多层继承(继承体系)。

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。

3. 子类和父类是一种相对的概念。